全國中小學科展

臺灣

「油色可鑑」-簡易比色卡與發煙點之間的奧秘

我們利用簡易的食用油發煙點裝置及自製食用油比色卡,期望找到油的發煙點和油色之間的關係。實驗發現: 一、油加熱後油色會不同,於是製作出食用油比色卡,油色編號1~24,做為油色比較之用。二、油加熱四次後,植物油油色在1~6之間,發煙點在170度以上,屬於合格的油。 三、不同的油炸物油炸後,油的發煙點都有下降的情形,油色也會不同。 四、食材裹粉會讓油的發煙點下降、油色變深,以麵包粉的影響最大。油接觸空氣時間越多, 油的品質越不佳。 五、新油添加維生素E,只有豬油的發煙點上升,植物油會下降。舊油添加維生素E,油的 發煙點都會上升。 我們找出四種油的發煙點合格範圍與油色編號的關係,期望食用油比色卡能讓民眾鑑別油的品質好壞。

「一」「試」搞定

延續國小五上自然水溶液酸鹼指示劑實驗,購買石蕊試紙時,意外接觸「廣用試紙」,才知道廣用試紙很好用!只用一張,就能知道水溶液的性質,還能檢測水溶液的pH值。但廣用試紙很貴!我們想要改善檢測水溶液性質時,必須使用紅、藍色石蕊試紙的缺點,經由一連串的實驗,我們發現: 1. 以紫色高麗菜汁製成的試紙,能改善石蕊試紙的缺點,只用一張,就可測得水溶液的性質。 2. 有些有色蔬果製成的酸鹼指示劑,顏色變化具有規律性,可以做出精準的蔬果酸鹼試紙,檢測不同pH值的水溶液。 3. 我們研發的蘋果試紙,具有天然環保、價格低廉、檢測準確、可自製的優點,可以改善紫色高麗菜不易取得及價格昂貴的缺點,讓水溶液酸鹼指示劑教學活動更有趣。

自動化影像辨識機械手臂

這次專題以自動化工廠中的機械手臂為題材,並主要結合影像辨識及物聯網雲端存取資料庫系統,來製作我們的專題。影像辨識主要的工作是辨別物品是否有瑕疵,再將辨識後的結果傳至機械手臂及雲端資料庫,而機械手臂會根據影像判斷後的結果進行夾取及分類,來模擬工廠內的情形。

一線四心---圓內接多邊形的歐拉線

三角形的外心O、重心G、九點圓圓心K和垂心H會依序在同一直線上,這條直線就稱為三角形的歐拉線,滿足OG ̅:GK ̅:KH ̅=2:1:3。我們發現當多邊形有外接圓時,也會有相對應的結果。即圓內接(n≥3)邊形A1 A2⋯An-1An的外心O、重心G、歐拉圓圓心K和垂心H也會依序在同一直線上,不妨稱此直線為圓內接多邊形的歐拉線,滿足OG ̅:GK ̅:KH ̅=2:(n-2):n。 此外,我們發現三角形的外心O、內心O1、旁心三角形的外心O2也會共線,且O點為O1 O2 ̅的中點;而當多邊形同時有外接圓和內切圓時,也會有相同的結果。即雙心n(n≥3)邊形A1A2⋯An-1An的外心O正好是內心O1和旁心n邊形的外心O2之中點。

Urgency! Urgency! 水深火熱中

本研究主要探討如何設計出兼具滯洪、警戒、隔熱、生態功能的綠色屋頂裝置設計。 首先,針對氣候變化進行探討,發現台灣目前降雨量逐年增加的情況並不明顯,但降雨有集中在一個月的2-3天的現象,大量集中的降雨宣洩不及甚至回堵,使得原不會淹水的地區亦發生洪患,而氣溫變化部分也有越來越常出現高溫日的現象。 其次,就滯洪需求部份以高度500mm加上風吹不傾倒設計儲水容器,並利用超音波感測水位高度發出警戒訊息,並進行蓄洪排洪程式設計。接著,就綠屋頂部分最佳栽培條件為粒徑4-8mm之發泡煉石、提供氣霧維持濕度95%之供水方式種植高度60-75公分植栽。 最後,將研究獲得的各種資訊整合設計後製作出綠色屋頂裝置。

莫利三角形的奇蹟

給定任意一個三角形,三個內角的三等分線兩兩交於三點,此三點形成一個等邊三角形,稱為莫利三角形(First Morley Triangle)。本作品從莫利三角形所牽涉到的三個特殊點開始: First Morley Center (FMC):即莫利三角形的重心。 Second Morley Center:即原三角形與莫利三角形對應頂點間的連線的交點。 Third Morley Center:即原三角形與First Morley Adjunct Triangle對應頂點間的連線的交點。 我們巧妙證明了這三個特殊點共線,並進一步推廣到所有與原三角形的三等分線相關的18個正三角形(ΔDqrErpFpq) 。我們發現這些正三角形都存在對原三角形的Morley Line。除此之外,本作品最重要的成果是證明了: 當p+q+r=0 (mod 3),p-1 q-1 r-1 -FMC在pqr -Morley Line上; 當p+q+r=2 (mod 3),p+1 q+1 r+1 -FMC在pqr -Morley Line上; 並由此建構出在這18個正三角形中的三元組(triad)關係。

Novel holdfast marking behavior found in Seahorse

棘海馬 (Hippocampus spinosissimus) 經飼養觀察首次發現排放標示物行為。標示物標記偏好的棲枝,為海洋珊瑚礁魚類中類似的標示的新發現行為。觀察棘海馬會由泄殖腔孔排放一種白色的標示物,其成分鏡檢證明與棘海馬的排遺無關,且其更容易在水中漂流並黏附在棲枝上。棘海馬利用嗅覺幫助尋找含標示物的棲枝 (卡方值 : 24.183, P<0.001)。棘海馬不會傾向攀附有其他海馬標示物的棲枝,無論相同性別間或異性間,均未達顯著水準。標示物中有效成分為水溶性物質,其效能在室溫下可維持約7天,且冷藏可延長其標示效能。經由解剖觀察,證實標示物的分泌器官為泄殖腔中的生殖腺,但生殖腺切片中證明標示物分泌與棘海馬繁殖無關。

地震與纜車的邂逅 Monitoring the Seismic Reduction and Vibration Resistance of Cable Car

本研究主要探討地震造成的纜車晃動,藉由自製的地震模擬器與纜車系統,探討各因素對纜車晃動之影響,設計纜車系統和車廂的減震裝置。研究結果顯示:一、地震時纜車斷電停駛位置愈靠近塔柱、相同長度纜繩上車廂個數較多、纜車重量較重、纜車臂較短,纜車晃動時間相對較短。二、所設計之減震裝置中,利用夾層中鋼珠轉動,使地震時只有外層纜車晃動而內層纜車輕微滑動的「雙層纜車」效果最佳。纜車系統塔柱則可參照建築物設置隔震元件,以減緩纜車晃動。本研究結果可望為未來應用之參考。

轉錄因子bZIP16參與阿拉伯芥開花途徑的分子機制研究

植物透過光受器和細胞內訊號分子來感知及反應環境變化,而轉錄因子為其中重要的細胞訊號分子。先前文獻證實阿拉伯芥轉錄因子bZIP16是一個整合植物荷爾蒙與光訊息傳導途徑的重要負向轉錄因子,促進種子的萌芽與幼苗的發育。然而對開花是否有影響並不清楚。本研究透過bZIP16在阿拉伯芥野生株不同組織的表現,發現bZIP16蛋白質在花苞和花具有高表現量。根據開花實驗顯示,bzip16突變株不論生長在長、短日照下皆延遲開花。進一步透過微矩陣轉錄體(transcriptome)分析與qRT-PCR分析其分子機制,發現bZIP16對吉貝素途徑、光週期途徑及春化途徑的基因沒有影響。然而,bZIP16卻明顯抑制負調控開花因子FLC及促進SOC1和FT的表現。表明bZIP16藉由抑制FLC,調控開花整合因子SOC1和FT的表現,進而促進植物開花。本研究證實bZIP16除了控制阿拉伯芥種子的萌芽與幼苗的發育之外,在開花途徑中具有正向調控開花的功能。此外,我們確認bZIP16是自主開花途徑基因的新成員。

噪音對斑胸草雀求偶行為的影響

我們希望探討擾人的噪音是否也會干擾鳥類求偶鳴唱和行為。我們以無噪音、十字路口噪音和冷氣機室外機噪音,測試三對斑胸草雀,分析牠們鳴唱和行為的變化。結果發現,斑胸草雀在無噪音時,雄鳥鳴唱前會有棲木移動加定點轉身的行為,鳴唱過程中雌鳥會減少東張西望行為。每隻雄鳥的鳴唱句子包括開頭固定的音節,以及接續重複的音節(組),並因個體而異。在噪音影響下,斑胸草雀鳴唱的平均頻率會上升,且拉高最低頻率,鳴唱的平均音量會下降,且拉低最低音量;鳴唱句子的平均秒數、平均音節數、音節類型、音節組合會改變,不完整句數會增加;鳴唱過程中雄鳥和雌鳥的行為頻度和順序也會改變,尤其是交通噪音影響較大。